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王浩院士清华大学开讲“红旗河”.mp4

红旗河”西部调水方案着眼于大生态、大格局、大战略,是一条沿青藏高原边缘全程自流进入西北干旱区域的调水环线。她沿“一二级阶梯”过渡带进行巧妙设计,不仅解决了工程可行性问题,还能够有效避免对青藏高原生态脆弱区的影响,有望改变中国西北的生态格局。

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    王浩表示,沿途均采取绕行的方式经过沙鲁里山、大雪山、邛崃山等山脉。红旗河的整个取水点在青藏高原海拔2558米的地方,“取水点足够低,兜住更多的水。而沿途送水点海拔也足够高,以便给更广大的地区自流送水”。

    全程自流的意义何在?王浩说,这避免了高扬程扬水,“这是不可持续的,根据以往的(西部调水)方案,一扬就是600米、700米、800米,这样的高扬程取水需要很大的电力,子孙后代的饮水成本极高”。

    除了这条主线外,课题组还设计了三条支线。一条为红延河,过黄河以后绕过白云山,穿六盘山,到整个陕北;一条为漠北河,从甘肃向内蒙古方向挺进,最后可以经锡林郭勒盟到达北京密云水库;一条为春风河,从河西走廊过玉门关到达吐鲁番哈密盆地。

    王浩称,为保证河流的水生态,最多只在各取水点取走21%的流量。而与之相比,南水北调中线工程已从汉江中下游取走了27%的水,“水一少,加上比较重的农业面源污染,就容易出现水华现象”。

    他表示,多年的研究表明,人类最多只能占用河流全年径流量的30%,这被称为“最小生态流量”。

    此外,王浩说,红旗河不在枯水期取水,“只拦住一点洪水,这样对流域下游来说减少了他们的洪涝灾害”。

    王浩告诉澎湃新闻,工程一旦实现,从整个的黄河上中游到整个的河西走廊,到新疆的东疆和南疆,这条红旗河会带来长2000公里,宽100公里的“绿洲带”,西部20万平方公里的国土从荒漠变成“绿洲”。

    课题组曾对外公开称,通过全面推广最先进的种植模式和最节水的灌溉技术,西北将成为发展绿色农业、设施农业、实现农业现代化的处女地,并可提供上亿国民的发展空间,让经济地理重构。

    “届时,将有两亿亩农田,会吸引一亿人来这里定居,东西部高度发展不充分,不均衡的问题会有一定程度的缓解。”王浩说。

    隧洞本身就是最抗震的方式?

    毫无疑问,红旗河方案与以往的西部调水方案一样,是一个大胆的设想,存在诸多可预见的工程难题。

    众所周知,中国地形的第一阶梯和第二阶梯的过渡带有横断山、龙门山等多条断裂带,属于地震多发区,工程的难度以及是否会对地质带来破坏也是各方争论的焦点。

    姜鲁光认为,在断裂带上施工无疑增加了地质灾害风险,尽管通过工程措施能够部分克服,但无疑大大增加投资。

    王浩对此表示,选址是“闹中取静”。周围都是大断裂带,但选线地带通常只是0.2g的地震动峰值加速度。(注:地震会引起震距离震中一定范围内的地表发生振动,一般用地震动峰值加速度表征某一区域的地震烈度。地震会导致地表发生快速振动,用地震导致的动峰值加速度,与重力加速度相比,可以衡量地震的强度。)

    他进一步解释了0.2g意味着什么,大约相当于7级的地震烈度。根据中国编订的地震烈度表,7级地震烈度的表现是房屋轻微损坏,牌坊,烟囱损坏,地表出现裂缝及喷沙冒水。

    对于隧洞施工因复杂地质而面临的工程问题,王浩曾公开解答。

    他说,这个方案是沿着第一阶梯和第二阶梯的交错过渡带走,水源区大部分是隧洞,而隧洞是最抗震的。超硬岩石方面,岩石压力280兆帕到300兆帕以上时,就要用钻爆法。小于这个时,用TBM(全断面隧道掘进机)并行作业。“红旗河”所有隧洞中最长的55公里,国产的TBM就可以解决这个问题。

    长期关注红旗河方案的南方科技大学环境科学与工程学院的李锦超认为,工程运行起来带来的影响还需进一步论证研究。他表示,水量如此之大,有些隧洞的部分洞体可能会被全部淹没,从而带来压流,“有压引水可能会导致隧洞塌陷和诱发小型地震破坏岩体”。

    姜鲁光说,以雅鲁藏布江自流到怒江为例,需要500公里的隧洞,但隧洞内的海拔只降180米,坡降很小,这导致隧道内的水流速会很慢。而澜沧江至金沙江之间,只有10米的落差,但是要经过43公里澜沧江天然河道,还要打50公里的隧洞,流速也会很慢,肯定不会达到5米/秒。

    姜鲁光认为,流速慢意味着需要打更粗大的隧洞,才能保证总体的设计流量。根据他测算,白龙江到刘家峡水库一段,若实现自流引水且保持设计的600亿年调水量,假定5米/秒的流速,大约需要长约100公里,直径约25~30米左右直径的隧洞。

    “这大概是高速公路隧道断面面积的5倍,山体破坏是一方面,工程的难度和投资将大大增加。”姜鲁光说。

    此外,这是一条从南向北的输水管线,气温会随之越来越低,如何保证在凌汛期正常输水也是工程的上一大难题。采访中,王浩着重强调冰期输水的问题已得到解决。

    王浩说,“我们会在冰封期会加大输水流量,让河流的冰盖形成高一点。同时输水渠道可以改成复式断面,这样保证一定的水深”。

    此外,他还表示,还可以利用风能、太阳能使拦水锁发热。使突变段的水工建筑物得以加热加温,让它挂不上冰,这样流冰就比较顺利的沿着加热的构筑物过去,不至于形成冰塞冰坝。

    “同时,混凝土抗冻的添加剂也在抓紧研究,国内已经有了最新的技术。”王浩说。

    李锦超则表示,这只能解决明渠的问题,水库上部在冬天结冰,却没有可供加热的构筑物。“一般渠道结冰是先从闸处开始的,王浩院士所说的技术是针对这个的”。

    环保组织认为生态影响研究还不够

    流经澜沧江、长江、黄河三大流域,跨越不同气候带和自然景观带,红旗河带来的生态影响亦不可忽视。

    根据方案设想,红旗河沿途将自南向北穿越11个国家级自然保护区,包括九寨沟国家级自然保护区、双峰野骆驼国家级自然保护区等。工程一旦开建会对保护区带来怎样的影响,备受外界关注。

    对此,王浩解释,按照方案的设计,黄河以南的八个自然保护区将以地下隧洞的形式穿过,对地表植被和野生动物的迁徙是完全没有干扰。而在黄河以北,取线绕开了三个国家级自然保护区的核心区和缓冲区,只涉及到试验区的部分地带。

    王浩说,红旗河方案对自然保护区没有损害,“只有帮忙”。

    “在红旗河经过的位于罗布泊的双峰野骆驼国家级自然保护区内,有很多动物因喝不到水而渴死,我们会在流经的地方为野骆驼等其他动物修建一些饮水池。”他说。

    此外,红旗河一旦运行起来,从甘肃的白银一直往西北穿过河西走廊,将形成一条长约1000公里,可内河航运的一级航道。其宽度超过135米,深度3.7米到4米。这将影响所在区域的野生动物的自然生境。

    对此,王浩向澎湃新闻解释,“我们会在河渠下开挖很宽的地下缓坡通道(让野生动物通过)”。

    王浩进一步补充说,野生动物群体迁徙要过河时,一个黑洞洞的洞口它不敢过。所以要足够宽。此外,按照方案的设想,通道里将安装喷灌、滴灌和草皮。此外,通道还会安装LED灯,模拟月光和太阳光。

    不过,中国生物多样性保护与绿色发展基金会秘书长周晋峰认为,目前关于这个工程对自然环境的深远影响的研究还不够。

    “原流域水量的减少对生态的影响是什么?此外,对新流域环境和生态的影响?评估得也还不够。对于施工过程,因为它流经了广泛区域,还有一些生态敏感区,这个也是研究得不够的。”周晋峰说。

    对于红旗河带来的生态影响,南方科技大学环境科学与工程学院的李锦超还表示,红旗河沿线分属于四个完全不同的流域,气候条件也不同,最可能发生的情况是生态先紊乱失衡、然后再趋于平衡。

    此外,对于方案提及的将干旱区变为绿洲或是水生生态系统的构想,北京大学保护生物学教授、山水自然保护中心主任吕植认为这将破坏生物多样性。

    她表示,荒野干旱是生态系统本身的特点,这才叫多样性。“这个地球丰富多样,有的地方适合农业,有的适合牧业,有的不适合人而适合野生动物。对于很多人来说,这是美,是有趣。”

    周晋峰向澎湃新闻透露,中国绿发会将成立课题组展开相关研究。

    “我们也建议在相关研究和决策过程中,让生态、生物多样性保护和绿色发展领域专家更多的参与。”周晋峰说。

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